高考物理一輪復(fù)習(xí) 第13章第2講 光的波動(dòng)性課件 魯科版

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1、 1光的干涉 (1)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：兩列光的相同 (2)雙縫干涉：由同一光源發(fā)出的光經(jīng)兩狹縫后形成兩列相干光，兩相干光在交叉區(qū)外形成穩(wěn)定的干涉(明暗相間條紋)圖樣 明紋區(qū)：兩列相同的光到達(dá)某點(diǎn)的路程差為波長(zhǎng)的倍時(shí)，光在該處，出現(xiàn)頻率頻率整數(shù)整數(shù)相互加強(qiáng)相互加強(qiáng)亮條紋亮條紋 暗紋區(qū)：兩列相同的光到達(dá)某點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的倍時(shí)，光在該處，出現(xiàn) 在用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，中央為 明紋，兩側(cè)為的干涉條紋 (3)薄膜干涉： 概念：由薄膜反射的兩列光波疊加而成 圖樣：若入射光為單色光，可形成的干涉條紋；若入射光為白光，可形成 的干涉條紋奇數(shù)奇數(shù)相互減弱相互減弱暗條紋暗條紋白色白色不同顏色不同顏色兩個(gè)面

2、兩個(gè)面亮暗相間亮暗相間彩色彩色 2光的衍射 (1)產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或小孔的尺寸跟光波的波長(zhǎng) ，或比光波的波長(zhǎng) (2)泊松亮斑：當(dāng)光照射到不透明的小圓板上時(shí)，在圓板的出現(xiàn)的亮斑 3光的偏振 (1)光的偏振：自然光經(jīng)過(guò)后變成偏振光，偏振光可以發(fā)生偏振現(xiàn)象光的偏振現(xiàn)象證明光是一種 (2)激光：是人工產(chǎn)生的的光，它具有3個(gè)特點(diǎn)：相近相近小小后面影子中心后面影子中心偏振片偏振片橫波橫波自然界中沒(méi)有自然界中沒(méi)有平行度好、高亮度、相干性平行度好、高亮度、相干性 1如何獲得相干光源 (1)為了獲得相干光源，將同一列光波分解成兩列光波，它們具有相同的頻率和恒定的相位差，經(jīng)過(guò)不同的路程后相遇，產(chǎn)生穩(wěn)定的

3、干涉現(xiàn)象楊氏實(shí)驗(yàn)和薄膜干涉的相干光源都是這樣獲得的 (2)由于不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位發(fā)出的光也不一定有相同的頻率和恒定的相位差，故一般情況下不易觀察到光的干涉現(xiàn)象 2干涉圖樣分析 (1)用單色光做干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的是明暗相間的條紋 (2)用白光做干涉實(shí)驗(yàn)，可觀察到光屏中央是白色的，但兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋這是因?yàn)榘坠馐怯刹煌瑔紊鈴?fù)合而成，從紅光到紫光其波長(zhǎng)由大到小，它們的干涉條紋間距也是從大到小，屏中央各色光都得到加強(qiáng)并混合成白色，但兩側(cè)因條紋間距不同而分開(kāi)成彩色 3雙縫干涉和白光色散的比較 (1)形成原因不同：雙縫干涉是光的干涉現(xiàn)象，棱鏡的色散是光的折射現(xiàn)象

4、(2)圖樣不同：由vf和nc/v可知，在同一種介質(zhì)中，紅光的頻率最低，折射率最小，速度最大，波長(zhǎng)最大，依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫所以，雙縫干涉中紅光相鄰亮紋間距最大，紫光最小；棱鏡色散中紅光偏轉(zhuǎn)角最小，紫光最大 【案例1】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏上觀察到了彩色條紋，若在雙縫中的一縫前放紅色濾光片(只能透過(guò)紅光)，另一縫前放綠色濾光片(只能透過(guò)綠光)，這時(shí)() A只有紅色和綠色的干涉條紋，其他顏色的條紋消失 B紅色和綠色的干涉條紋消失，其他顏色的條紋消失 C任何顏色的條紋都不存在，但屏上光亮存在 D屏上無(wú)任何光亮 【解析】雙縫透過(guò)的紅光和綠光的頻率不同，不滿(mǎn)足形成干涉的條件，不

5、會(huì)出現(xiàn)干涉條紋，但是紅光和綠光各自透過(guò)雙縫會(huì)發(fā)生明顯的衍射，因此屏上會(huì)出現(xiàn)衍射亮光 【答案】C 【即時(shí)鞏固1】(2010江蘇高考)如圖所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長(zhǎng)為5.30107 m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95107 m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是_(填“明條紋”或“暗條紋”)現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30107 m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將_(填“變寬”“變窄”或“不變”) 【解析】由光的干涉規(guī)律，P處為振動(dòng)減弱點(diǎn) 【答案】暗條紋變寬 考點(diǎn)二干涉與衍射的比較 1干涉與衍射的比較種類(lèi)項(xiàng)目單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間

6、距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋 2.對(duì)干涉與衍射本質(zhì)的理解：光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，從本質(zhì)上講，衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相似的原理在衍射現(xiàn)象中，可以認(rèn)為從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，它們?cè)谄辽席B加形成單縫衍射條紋 【案例2】(2009福建高考)光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是() A用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 B用棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象 C在光導(dǎo)纖維束

7、內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象 D光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 【解析】用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)；用棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象，B錯(cuò)；在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象，C錯(cuò)；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，D對(duì) 【答案】D 【即時(shí)鞏固2】如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長(zhǎng)的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱(chēng)為牛頓環(huán)，以下說(shuō)法正確的是() A干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上下表面反射光疊加形成的 B干涉現(xiàn)

8、象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 C干涉條紋不等距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓?D干涉條紋不等距是因?yàn)榭諝饽ず穸仁蔷鶆蜃兓?【解析】由于在凸透鏡和平板玻璃之間形成了空氣薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透鏡的下表面和平板玻璃的上表面之間的空氣薄膜的上下兩個(gè)表面，故A、B錯(cuò)；由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是均勻變化的，形成的干涉條紋是不等間距的，故C對(duì)，D錯(cuò) 【答案】C 【案例3】(2010上海高考)利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖a、b所示，則() A圖a、b均顯示了波的干涉現(xiàn)象 B圖a、b均顯示了波的衍射現(xiàn)象 C圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象 D圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象 【解析】圖a中可以看出只有一條狹縫，穿過(guò)水波發(fā)生明顯的衍射；圖b中有兩個(gè)振源，有些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，有些區(qū)域振動(dòng)減弱，是干涉現(xiàn)象故D項(xiàng)正確 【答案】D 【即時(shí)鞏固3】如圖所示，a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是() Aa、b是光的干涉圖樣 Bc、d是光的干涉圖樣 C形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣光的波長(zhǎng)短 D形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣光的波長(zhǎng)短【答案】【答案】A